[發(fā)明專利]用于補償磁共振成像系統(tǒng)中的雜散磁場的方法和系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112858970B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設計）人: 斯特凡·波佩斯庫;馬庫斯·韋斯特
• 申請（專利權）人: 西門子醫(yī)療有限公司
• 主分類號: G01R33/28
• 分類號: G01R33/28;G01R33/36
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐京橋;董娟

本發(fā)明涉及用于補償磁共振成像系統(tǒng)中的雜散磁場的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明描述了用于補償具有兩個或更多個檢查區(qū)域(M1、M2、M3、M4、M5、M6)的磁共振成像系統(tǒng)(1)中的雜散磁場(SF)的方法，包括：提供用于除了基本磁場(B0)之外的要在第一檢查區(qū)域(M1)中施加的預定義的第一磁場(G_Z1)的值；提供定義要在第二檢查區(qū)域(M2)中施加的預定義的序列控制脈沖(G_Z2)的信息；對于在第一檢查區(qū)域(M1)中施加第一磁場(G_Z1)的情況，確定第二檢查區(qū)域(M2)中的雜散磁場(SF)；根據預定義的序列控制脈沖(G_Z2)和所確定的雜散磁場(SF)來計算用于第二檢查區(qū)域(M2)的補償序列控制脈沖(CG)；將補償序列控制脈沖(CG)施加到第二檢查區(qū)域(M2)。

技術領域

本發(fā)明描述了用于補償具有兩個或更多個檢查區(qū)域的磁共振成像系統(tǒng)(“MRI-系統(tǒng)”)中的雜散磁場的方法和系統(tǒng)，以及這樣的MRI系統(tǒng)。

背景技術

四十多年來，磁共振成像(“MRI”)的原理已經用于成像和其他測量。盡管這種測量方法時間長且重要，但是目前僅有兩種磁體設計被用于臨床使用的MRI系統(tǒng)或MRI掃描儀：C磁體形式和螺線管。這種類型的MRI掃描儀的操作對于臨床工作流程仍然是有問題的。

最嚴重的問題是這些掃描儀周圍的廣泛雜散磁場。為了處理這個問題并且避免事故和損害，醫(yī)院管理部門必須通過限制人和設備的進入來劃定MRI檢查室內部和附近的嚴格受控的區(qū)域。如果金屬或磁性部件被MRI掃描儀的強磁體吸引并在掃描儀體積的方向上加速，則可能發(fā)生損壞。

另一問題是，使用螺線管-磁體設計的MRI掃描儀將患者“包圍”在狹窄的患者隧道中，這尤其可以導致幽閉恐懼癥。幽閉恐懼癥在一些患者中可能是非常強烈，以至于無法進行MRI掃描。此外，由于檢查隧道狹窄，嚴重限制了醫(yī)護人員接近患者，這對于介入或治療過程是不利的，尤其對于實時MRI成像。

通常，MRI掃描儀使用自屏蔽的螺線管型超導磁體，以降低由基本場磁體的線圈產生的漏磁場的強度。有源屏蔽的基本場磁體比未屏蔽的基本場磁體昂貴得多。另外，屏蔽線圈降低了可用于檢查隧道中的測量的基本磁場的效率。有源屏蔽磁體具有比未屏蔽磁體(約145cm)更大的直徑(約220cm)。

MR掃描儀的替選設計使用C形磁體。這可以是包括兩個亥姆霍茲線圈的電磁體或永磁體。C形磁體具有兩個磁極片，這兩個磁極片在它們的空間中產生垂直的基本磁場。類似的結構是門磁體，其在機械上更堅固，并且在一些實施方式中也可以用超導亥姆霍茲線圈來實現(xiàn)。C形磁體和門磁體具有自由接近患者的優(yōu)點，并且另外降低了幽閉恐懼癥感。然而，這樣的結構需要非常堅固的機械構造來抵消兩個相對的基本場磁體之間的巨大的磁引力。為了減少雜散磁場的傳播，這些磁體架構通常使用鐵軛來引導成像體積外部的磁場線。鐵軛是最有成本效益的屏蔽件之一。這樣的鐵軛的缺點是MR掃描儀的尺寸、重量和體積大。

不久之前已經引入了解決這些問題的方法。該方法基于具有環(huán)形磁場的MRI系統(tǒng)。與使用螺線管或亥姆霍茲對(Helmholtz-pair)磁體線圈的MR磁體的現(xiàn)有技術不同，環(huán)形線圈傾向于將磁場限制在圓環(huán)內部，僅有小的并且不那么遠的雜散磁場。該系統(tǒng)不僅克服了雜散磁場和輕型結構的問題，而且還提供了在一個單個MRI系統(tǒng)中實現(xiàn)兩個或更多個檢查區(qū)域的機會。這樣的MRI系統(tǒng)的示例是具有三個、四個、六個或八個(例如相同的)基本場磁體段的基本場磁體布置，所述基本場磁體段圍繞中心軸旋轉對稱地被布置成星形(例如，對于六個磁體和六個檢查區(qū)域為60°)。基本磁場具有以環(huán)形磁場的形式延伸的主方向。

存在具有平行于患者的左側和右側布置的線圈對的局部梯度系統(tǒng)。然而，盡管這種已知的梯度系統(tǒng)也可以用于這些新的MRI系統(tǒng)，但是目前沒有以最佳方式與這些MRI系統(tǒng)一起工作的梯度系統(tǒng)。